Cтраница 2
Именно под действием эквивалентного продольного усилия участок подземного трубопровода в зависимости от степени его защемления теряет устойчивость, причем с ростом растяжения трубопровода уменьшается величина эквивалентного продольного усилия, а при сжатии трубопровода эквивалентное продольное усилие увеличивается. [16]
Геометрическую нелинейность системы ( продольно-поперечный изгиб) учитывали тем, что при вычислении матрицы податливости ее составляющие определялись из уравнения продольно-поперечного изгиба (6.1), причем считали, что эквивалентное продольное усилие S, обусловливающее изгиб элемента, не зависит от перемещения. Фактически же это усилие зависит от перемещения. [17]
Именно под действием эквивалентного продольного усилия участок подземного трубопровода в зависимости от степени его защемления теряет устойчивость, причем с ростом растяжения трубопровода уменьшается величина эквивалентного продольного усилия, а при сжатии трубопровода эквивалентное продольное усилие увеличивается. [18]
Опорами, м; EI - изгибная жесткость трубопровода, Н - м2; g - ускорение свободного падения, g9 81 м / с2; q - расчетная вертикальная нагрузка на трубопровод, Н / м; m2SINKp - безразмерный параметр эквивалентного продольного усилия ( здесь S - эквивалентное продольное усилие, Н; NKf - критическое продольное усилие, Н); для переходов с компенсацией продольных перемещений ягя0, для бескомпенсаторных переходов определяется в соответствии с методикой, изложенной в гл. [19]
Постановка задачи в [7] допускает расчет трубопровода методом конечных элементов только при выполнении вышеупомянутых предположений, поскольку в ней при нахождении матриц податливости используются решения уравнений продольно-поперечного изгиба стержня в конечных аналитических выражениях, которые имеют место только при выполнении предположения о постоянстве эквивалентного продольного усилия. Уравнения равновесия составлены для деформированной продольной оси стержня, а условия сопряжения этих решений, т.е. граничные условия, - для недеформированной продольной оси без учета смещения стержня при его деформации. [20]
Опорами, м; EI - изгибная жесткость трубопровода, Н - м2; g - ускорение свободного падения, g9 81 м / с2; q - расчетная вертикальная нагрузка на трубопровод, Н / м; m2SINKp - безразмерный параметр эквивалентного продольного усилия ( здесь S - эквивалентное продольное усилие, Н; NKf - критическое продольное усилие, Н); для переходов с компенсацией продольных перемещений ягя0, для бескомпенсаторных переходов определяется в соответствии с методикой, изложенной в гл. [21]
Также будут отличаться поперечные и перерезывающие силы, которые имеют одинаковый физический смысл в геометрически линейной постановке задачи. Следовательно, не будут выполняться принятые авторами работы [7] предположения о постоянстве эквивалентного продольного усилия по длине трубопровода и эквивалентности понятий поперечного и перерезывающего усилий, которые легли в основу постановки задач НДС и устойчивости трубопроводов. [22]
Как правило, в этих проектах основное внимание уделяется расчету коротких труб с дефектами, которые разрушаются от воздействия кольцевых напряжений при повышении давления сверх рабочего значения. В то же время не в полном объеме рассматриваются балочные формы решения, которые описывают изгиб и потерю устойчивости трубопровода от воздействия эквивалентного продольного усилия. Анализ аварий на газопроводах показал, что трубопровод может разрушиться при нормальных эксплуатационных режимах, т.е. без повышения давления. [23]
Для второго приближения принимаем возможную длину волны выпучивания как среднее значение между предшествующим и вычисленным. Обычно трех-четырех приближений достаточно для определения расчетного радиуса, зная который по (5.48) или (5.52), определяем критическое продольное усилие и, по (5.5) или (5.58), - - эквивалентное продольное усилие. [24]
Для учета физической нелинейности среды используется метод переменных параметров упругости. Имея диаграмму зависимости сопротивления грунта от перемещения для трубопроводов или аналогичную для анкеров, находят новые характеристики. Таким же образом, используя численное интегрирование уравнений упругой оси трубопровода, по уравнению связи (4.2) определяют эквивалентное продольное усилие. Полученные новые данные используются для вычисления матрицы жесткости или податливости. В качестве критерия сходимости итерационного процесса принято значение относительного отклонения результатов на двух последующих итерациях. После достижения сходимости процесса определяют значения усилий, напряжений и перемещений в сечениях трубопровода. Одновременно для этих же сечений вычисляют предельно допустимые напряжения, установленные нормами. На основании сравнения делают вывод об удовлетворении предельных состояний или получают информацию о нарушении с указанием его местоположения на рассчитываемом участке. [25]
Необходимо еще отметить следующее. Сброс внутреннего рабочего давления с 5 8 до 0 25 МПа приводит к уменьшению вертикальной составляющей нагрузки на трубопровод с 36 до 34 кН / м ( на 6 %) по всей длине рассчитываемого участка. Подобные соотношения имеют место и для максимальных изгибных напряжений. Сброс рабочего давления также приводит к изменению формы изгиба трубопровода. Вышесказанное свидетельствует о том, что фактором, определяющим НДС трубопровода, является не изменение вертикальной составляющей нагрузки, а воздействие эквивалентного продольного усилия, зависящего от давления внутри трубопровода. В этом проявляется нелинейный характер изменения деформации трубопровода от нагрузок. [26]
На основе граничных параметров для элемента, определенных в блоке 5, находятся продольные и поперечные перемещения, изгибающий момент, поперечная сила и продольное осевое усилие в стенках трубы, а также реакции опор. Продольные и поперечные перемещения, изгибающий момент определяются по уравнениям для любых сечений по длине трубопровода. Сечения, где необходимо определить эти параметры, указываются во входной информации. Реакции опор определяются по вычисленным значениям изгибающего момента, поперечной и продольной сил слева и справа от опорного сечения. Отметим, что продольное осевое усилие в стенках трубы определяется как алгебраическая сумма произведения внутреннего давления на площадь трубы в свету и эквивалентного продольного усилия. [27]